江苏省水土流失监测站点建设优化对策

童建 郭红丽 吴芳 张雪 姚露露 张嫱

［关键词］水土保持；定点监测；监测站网；能力提升；江苏省

［摘要］水土流失监测站点建设是水土保持高质量发展的基础条件。自2021年以来，江苏省在水土保持监测与管理信息系统全省13个设区市全覆盖的基础上，基于全省监测站点功能规划，完成16个监测站点“一站一策”的下垫面优化配置；通过全覆盖安装站点视频监测设备、接通水利专网，不断提高监测信息化水平和质量控制能力；通过升级应用系统分析模块，有效提升监测成果分析能力；通过编制测站任务书和操作手册、规范坡面径流场标示标牌设计等，实现水保监测精细化管理。

［中图分类号］S157[文献标识码]CDOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.07.004

［引用格式］童建，郭红丽，吴芳，等.江苏省水土流失监测站点建设优化对策［J］.中国水土保持，2024（7）：10-13.

水土流失监测是对水土流失的发生、发展、危害和治理效益进行长期调查、观测和分析[1]。水土流失监测站网是水土保持工作的基础，承担着第一手资料的采集、整理和汇编等任务[2]。水土流失监测站点的主要功能是开展水土流失动态监测，获取长时间序列监测资料，为研究区域坡面侵蚀、沟道泥沙输移规律、水土流失防治措施等提供数据基础[3]。2011年江苏省开始了水土流失监测站网建设，至2020年共建成固定监测站点16个，实现了全省13个设区市全覆盖，在水土流失因子率定、水土流失状况推演、水土保持效益分析等方面积累了丰富的观测数据，为全省水土保持规划和管理提供了有效支撑。

1监测站点建设现状

2011年，江苏省在“全国水土保持监测网络和信息系统建设二期工程”中建设了3个坡面径流场，分别位于淮河流域的连云港市、长江流域的南京市和太湖流域的常州市。2020年江苏省水土保持监测与管理信息系统工程完工并进入试运行，实现了水土保持监测站在全省13个设区市的全覆盖，建设了全省统一标准的水土保持自动测报平台，实现了监测数据及时、准确采集、传输、存储和管理。江苏省水土保持监测站点区域分布见图1。江苏省现有水土保持监测站点包括综合观测场、坡面径流场、小流域控制站等多种类型，共设置19个坡面径流场、5个控制断面，坡面径流场包括5～10个径流小区（通常5个为1组）。监测要素主要包括降雨量、风力、风向、土壤含水量、径流量、流量和含沙量、林下盖度等，监测仪器设备主要有轮式采样器、翻斗式径流仪、全自动气象站、土壤水分传感器等。江苏省水文水资源勘测局负责江苏省内水土保持监测站网规划建设和行业管理，各市水文分局负责各辖区内监测站点的监测和运维管理。

2监测站点建设存在的问题

2.1监测站点代表性不强，功能定位不够合理

江苏省监测站点虽然已经实现流域、地级市的全覆盖，但按照全省19个水土保持四级分区，仍有7个区域未覆盖；水土流失相对严重的沛县、东海县仍缺少水土保持监测站点；全省尚无自然坡面监测点；综合性监测站点对于研究区域水土保持长序列演变发展，以及开展水土保持科普教育、专业人员培养等均有重要意义，但目前全省综合性监测站点只有3个，其他站点基本只有5～10个径流小区，且没有配套小流域控制站，现有监测成果缺少比对分析。此外，监测站网在建设初期充分考虑了站点所处地形、地貌的代表性，但对监测站网功能定位不够清晰，对每个监测站内坡面径流小区的下垫面配置缺乏深入调查，导致部分小区下垫面配置不具有代表性和典型性，不能反映当地的主要土地利用类型和水土流失防治措施。

2.2数据质量控制不足，成果分析能力有限

首先，江苏省多数水土保持监测站点位置相对偏远，现场监测人员多为当地委托人员，遇到强降雨尤其是夜间降雨过程，常出现现场查看不及时或加测不到位的情况，迫切需要借助信息化技术手段加以解决。其次，监测站点缺少成果查看、展示设备，不便于监测人员现场查看、分析监测成果，且对监测成果质量缺少有效控制。监测数据通过自动采集、传输进入系统平台后，缺少系统平台中深入统计、分析功能的支撑。比如，对于高频次采集的海量数据缺少缺测、漏测、漏报等完整性检查，缺少对单场降雨产流产沙成果的统计、各监测要素对应关系合理性分析、长系列监测资料合理性研判、超阈值特殊数据预警，以及不同坡面径流小区监测成果自动化对比分析功能。

2.3精细化管理欠缺，监测成果利用率较低

在监测设施设备维护、水土流失观测、数据整理报送、监测人员岗位职责、质量管理控制及数据分析等方面，欠缺统一规范的管理制度、流程和标准，随意性大，规范性差，一致性、标准化欠缺，不利于提升监测成果质量。同时，监测成果尚未形成长系列资料，没有开展系统性深入分析，成果利用率较低。

3监测站点建设优化做法和对策

3.1规划完善监测站点代表性，明确站点功能定位

按照水利部水土保持监测要求，结合江苏省实际，在现有工作基础上，江苏省对水土保持监测站点进行优化布局与升级改造，规划于“十四五”期间新建坡面径流场或小流域控制站点7个、自动化设备提升改造站点16个，实现全域19个水土保持四级分区全覆盖，包括新增林下盖度监测站点48个、新设沙土区流失机理研究等专用试验监测径流小区7个，推进现有监测站点标准化、现代化、信息化升级改造，特别是提升设施设备自动化监测能力，实现站点建设标准化、信息化和数据处理智能化。

为切实达到明确监测站点功能定位的目标，在水利部水土保持监测中心的指导下，江苏省水文水资源勘测局组织开展了全省16个水土保持监测站点“一站一策”下垫面优化配置调研工作，对现有坡面径流观测场的功能定位进行专题研究，逐一分析坡面径流小区的下垫面配置方案、措施布设要求、运行维护管理，并深入探讨研究水土保持监测面临的形势与要求、监测目的与作用、水土流失状况监测、水土流失综合防治效益监测、土壤可蚀性因子观测、径流小区观测技术等。通过广泛征求意见和专家论证，明确江苏省水土保持监测站网功能定位集中在区域水土流失状况推演、水土流失治理效益分析、水土流失动态监测因子率定、面源污染及碳汇研究等4个方面。

3.2明确监测服务方向，制定下垫面优化配置实施方案

江苏省水文水资源勘测局及下辖13个水文分局在汇总全省16个水土保持监测站点功能分析报告的基础上，选择确定区域有代表性的耕地、林地、园地植被类型，根据监测业务需求，逐一分析研究坡面径流小区的下垫面配置方案、措施布设要求、小区管理与观测技术等情况，研究确定“一站一策”下垫面优化配置实施方案，以下达文件的形式督促各分站实施到位。该方案力求兼顾不同土壤类型、不同坡度设置、优势植物种类的差异化分布，同时结合水土流失动态监测、自动监测设备率定比测、监测成果平行对比分析等工作需求，在全省共配置37个经果林措施小区、27个农作物措施小区、9个水土保持林小区、5个自然恢复小区、3个裸地小区、14个土壤可蚀性因子监测小区。这95个坡面径流小区中：73个具有推演区域水土流失状况功能，配置有当地代表性的小麦、玉米、油菜、大豆、花生等农作物，桃树、梨树、蓝莓等经果林树种，以及松树等水土保持林树种；46个具有水土流失治理效益分析功能，能研究当地农作物耕作习惯、树木栽植方式对水土流失的影响，还配置有顺坡、横坡、等高、穴植、鱼鳞坑等不同耕作措施；22个具有水土流失动态监测因子率定功能，配置有裸地、自然恢复和土壤可蚀性因子监测小区；13个能开展相同植物措施和相同耕作措施小区平行监测，对比分析监测成果。此外，这些坡面径流小区均能够收集不同下垫面背景下的监测资料，为后续面源污染，以及碳转移、碳固定、碳存储等碳汇规律分析研究积累资料。

实施方案还规定在确定植物措施小区后，对经果林、水土保持林等小区，分别选取横坡、顺坡、等高、穴植、鱼鳞坑、地表不扰动、林下除草等不同耕作措施；对农作物措施小区，要求与当地种植措施保持一致；对自然恢复小区，要求年初除草，第一年保持5%以下的盖度，第二年开始不采取任何措施；对裸地小区，要求不定期除草，保持盖度低于5%；对土壤可蚀性因子监测小区，要求年初去除植被及根系，翻耕深度20cm，全年不扰动，施除草剂除草，全年保持5%以下的盖度。

3.3提升监测过程质量控制能力，提高监测成果分析能力

按照“范围全监控、空间全覆盖、要素全监测、结果全展示”的原则，以“设施设备统一标准、监测要素统一传输、应用平台统一构建、监测信息统一共享”为目标，在16个监测站点建设10～50MB带宽水利专网16处，布设视频设备及其附属立杆、光缆电缆、配套设备56套，硬盘录像机63套，视频平台和分中心接入交换机16套，以及业务成果展示设备16套，全面提升水土保持监测网络的信息采集、传输、存储、处理、展示能力和监测过程质量控制能力。通过水利专网全覆盖接入，有效解决监测站点数据传输带宽和实时性问题；布设视频监控设备，既能开展集流槽产流监控，实现水土流失产流过程实时远程查看和过程回溯，又能开展环境安全监控，解决测站位置偏远、无人员驻守等设施设备安全问题；借助配备的业务成果展示设备，监测或管理人员可在测站现场或远程查看监测数据和视频，同时有效提升对监测数据的分析能力。

在江苏省水土保持监测与管理信息系统定点监测子系统中增加成果分析模块，实时查看降雨、径流、土壤水分等自动监测数据和仪器工况，对比分析不同下垫面情况下降雨产流—产沙关系；开发整编数据分析模块，对水土保持措施、降雨侵蚀力、径流系数、土壤流失量等相互关系进行分析，总结内在规律，分析监测过程中存在的问题和数据不合理的原因等，从而加强数据整编对径流场监测的反馈监督作用；开发综合分析模块，实现相同站点不同径流小区、相同站点相同径流小区不同年份、不同站点相同下垫面情况的整编成果比较分析，进一步揭示径流小区自然条件（地类、坡度、植被盖度、土壤等）、水土保持措施、年降雨量、土壤可蚀性因子（K值）等与径流系数、土壤流失量之间的关系。江苏省水土保持监测与管理信息系统部分功能截图见图2。

3.4提升精细化管理水平，提高成果质量

江苏省水文局按照精细化管理的要求，从管理任务、管理标准、管理流程、管理制度和绩效考核等5个方面规范水土保持监测工作，保障水土保持监测站点持续、稳定运行；制定监测设施设备维护、水土流失观测、数据整理报送、监测人员岗位职责、质量管理及数据共享等管理制度；编印《江苏省水土保持坡面径流场标示标牌设计方案》《江苏省水土保持监测站测站任务书》《江苏水文精细化管理》《江苏省水土保持坡面径流场监测操作手册》，要求逐站编印测站操作手册，制作水土保持监测演示视频，通过精细化管理规范监测过程和站点运行管理，提升监测成果质量；每年年初下达站网监测任务，明确各站点监测内容、频次、资料报送、整编等要求，树立水土保持监测第一责任主体意识，确保做到管理到位、监测到位、整编到位、分析到位。

4结束语

江苏省通过落实“一站一策”下垫面优化配置、建设视频监控系统、接入水利专网、装配成果展示设备、编印精细化操作指导手册、完善信息系统分析功能等各项措施，全面提升水土保持监测站点的信息采集、传输、存储、处理、分析、管理、展示能力。接下来，江苏省将进一步深入落实国家水土保持高质量发展要求，围绕实现监测布局合理化、功能差异化、任务清晰化、技术标准化、管理精细化、建设信息化、监测智慧化等目标，创新工作方法，探索拓展面源污染监测、水土保持碳汇、水土保持功能评价等水土保持监测新业务领域，更好地服务于全省水土保持监管及生态文明建设大局。

[参考文献]

[1]王燕，毕彩霞，杜晨.烟台市门楼水库水文及水土保持站点共建多能互补探讨[J].地下水，2018，40（5）：185-186.

[2]赵院，马力刚.浅析全国水土保持监测站网布设方案[J].中国水土保持，2016（1）：23-25.

[3]钟壬琳，李钢.浙江省水土保持监测站标准化管理实践[J].中国水土保持，2019（3）：33-35.

收稿日期：2023-03-03

基金项目：江苏省水利科技项目（2022045）

第一作者：童建（1975—），男，浙江武义人，教授级高级工程师，学士，主要从事水土保持监测、信息化监管和水文测报研究工作。

E-mail：51241919@qq.com

（责任编辑李杨杨）